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Full text: Jahresbericht 1992

Für die Simulation der Strömungsverhältnis 
se vor der Küste von Sylt wurde ein 2-dimensiona- 
les Strömungsmodell durch Einbau der see 
gangsbedingten „radiation-stress“-Terme mit ei 
nem Seegangsmodell gekoppelt. Letzteres be 
rücksichtigt Seegangsrefraktion, Shoaling, 
Dämpfung und Brechen der Wellen. Zur Verdeutli 
chung der Effekte wurden sehr hohe Wellen 
(H 0 = 7 m) und schwerer Sturm (W = 28,3 m/s) 
angenommen. Es wurde der Fall eines Riff-Rin- 
ne-Systems, wie es bei Rantum vorliegt und ein 
System ohne Riff (etwa bei Kämpen) durchge 
rechnet (Abb. 30a). Die Wellen brechen am Ufer, 
beim Riff auch auf der Seeseite (Abb. 30b). Wind 
und Wellen laufen schräg auf das Ufer zu. 
Nach Erreichen der Stationarität bildet sich 
ein küstenparalleles Strömungssystem aus, das 
die Jetströme im Uferbereich und am Riff deutlich 
wiedergibt (Abb. 30d). Das Modell berechnet au 
ßerdem den Stau (Wasserstandserhöhung über 
den mittleren Wasserspiegel). Dieser ist nicht auf 
die unmittelbare Uferzone beschränkt. Bei der 
Beurteilung des Betrages von Stau und Strö 
mungsgeschwindigkeiten muß man die sehr ho 
he Wellenhöhe beachten. (Eine Halbierung der 
Wellenhöhe reduziert Stau und Strömung um ei 
nen Faktor 1/4). 
Bisher wurde der Stau an der Küste stets 
als „Windstau“ bezeichnet, obgleich er fast ganz 
vom zerfallenden Seegang erzeugt wird. Tatsäch 
lich beträgt der windinduzierte Stau nur wenige 
Zentimeter. Das häufig benutzte Argument, man 
könne den Einfluß des Seegangs in einem reinen 
Strömungsmodell berücksichtigen, indem man 
den Windschubkoeffizienten erhöht, löst das Pro 
blem nicht. 
Bei der Berechnung der Strömungen in 
Seegang 
Abb. 30e wurde das Modell ohne Seegang und 
radiation-stress, aber mit einem um den Faktor 
10 überhöhten Windschubkoeffizienten betrie 
ben. Obwohl sich die Strömungsgeschwindigkei 
ten erhöhen, können keineswegs die Jets erzeugt 
werden. Im Gegenteil, in Ufernähe nimmt die Ge 
schwindigkeit sogar ab. Der in diesem Fall richtig 
benannte Windstau erreicht weniger als 10 cm. 
Wichtig ist außerdem die in diesem Modell 
noch nicht berücksichtigte Rückwirkung der Jets 
auf den Seegang. Wie in Abb. 29b, rechts, darge 
stellt, werden im Fall von außen in einen Jetstrom 
einlaufender Wellen, diese vom Strommaximum 
weggebrochen. Dies kann sogar zu einer Totalre 
flexion der Wellen führen. (Man kann diesen Ef 
fekt z. B. am Golfstrom beobachten.) Dieser Ef 
fekt wirkt also der Bodenrefraktion, die die von 
See einlaufenden Wellen zur Küste hin bricht, 
entgegen und bewirkt einen mehr küstenparalle 
len Lauf der Wellen oder eine Reflexion von Wel 
lenkomponenten wegen ihrer Richtungs- und 
spektralen Verteilung zurück in die offene See, 
was insgesamt den Betrag an zerstörerischer 
Wellenenergie, die am Riff oder am Ufer frei wird, 
reduziert. 
Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist der Fall 
eines Riffdurchbruchs, der zu einem seewärts ge 
richteten jetförmigen Ripstrom führt (Abb. 31). In 
teressant ist, daß das Modell bei senkrechtem 
Wind- und Seegangseinfall wegen der Instabilität 
dieser Konfiguration wie in der Natur ein küsten 
paralleles Strömungssystem erzeugt. Daß der 
Ripstrom schräg und nicht etwa senkrecht zur 
Küste verläuft, steht im Einklang mit der Beobach 
tung, daß zumindest vor Sylt die kanalartigen Riff 
durchbrüche stets schräg und nicht küstennormal 
ausgerichtet sind.
	        
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